黄河三角洲芦苇生长与根系分布特征对不同时期水盐胁迫的响应

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　　摘 要：影响黄河三角洲地区自卑生长发育的重要环境因子是土壤的水分和盐分。黄河三角洲湿地生态系统有效保护和修复的重要内容包含了了解湿地植物对水盐胁迫的相应规律。本文选择黄河三角洲地区典型值被芦苇，研究芦苇生长根系分布特征对不同时期水盐胁迫的相应。
　　关键词：芦苇;盐分;水分;生态特征;黄河三角洲
　　黄河三角洲滨海湿地作为世界上造陆速度最快的河口三角洲之一，海洋与河口交汇性、海陆过渡性、新生性及生态脆弱性是其突出表现特点。地下水埋深较浅，土壤盐渍化现象普遍，生态系统不稳定等现象都是受其地理位置特殊，地形地貌以及海水入侵等因素的影响。所以，修复和保护黄河三角洲湿地生态系统的总重之中就是要摸清土壤水盐因子对湿地植被生态特征影响机制并进一步探讨湿地植物对水盐胁迫的响应规律。
　　一、研究地区及研究方法
　　1.概括研究地区。国家级自然保护区----黄河三角洲，地处东北亚内陆和江淮平原之间，渤海在其北，莱州湾在其东。黄河口新生湿地生态系统和珍惜濒危的鸟类是自然保护区的保护对象，此地区总面积为15.3×104 hm2，暖温带季风型大陆性气候是其气候条件，主要表现为冬季干冷，夏季湿热，雨热同期。降水量在530～630 mm，蒸发量在1900～2400 mm，蒸发旺盛而降雨较少。黄河携带大量泥沙填充渤海凹陷的海相沉积平原，形成了自然保护区的土地，地势平坦，潜水位小于2m。水生植被和盐生植被多为区域内所分布的植被，其中，芦苇是黄河三角洲滨海湿地内分布最广的典型优势物种。
　　2.实验的设计。3月25日在黄河三角洲滨海湿地典型芦苇群落区采集实验芦苇根系。为确保实验用芦苇基因型一致，需在一处长势均一的芦苇丛内挖取方圆9m2的芦苇根断。取回的芦苇放入淡水条件下缓苗大约20d，待其发芽后，移栽长势均一的芦苇幼苗，分别移栽到直径20cm，高60cm的PVC筒中，五株幼苗为一筒。置一高90cm的方盆，将PVC筒放入，此举用于保持水位，以上实验步骤重复3次。选取野外芦苇群落区的原状土作为实验用土，此处土壤理化性质本底值为：总氮 1.40±0.21g·kg-1、有效磷 13.4±2.5 mg·kg -1、有效钾222.1±13.8mg·kg -1、总盐2.22±0.52 g·kg-1。为了防止土壤流失的同时可以保证水分的正常交换，将PVC筒底部用纱网封好，实验在温室中进行。
　　二、实验过程
　　1.开始。实验设置分水分、盐分、处理时期3个因素处理。萌芽期和苗期分为处理时期，第一个时间段（第2～9周）为萌芽期处理，第二时间段（第6～13周）为苗期处理。盐处理分为无盐处理和 1.5% NaC1盐分处理两个梯度。水位处理设置为CK、-30cm、0cm、30cm四个梯度水位，其中作为对照组的CK保持 60%--80%的土壤田间持水量，此时保持土壤表层一下30cmd的水位成为-30cm，土壤表层以上30cm淹水深度成为30cm水位。本次实验共计16个处理，每3次重复设置1个处理。芦苇平均高度为8.80±1.90cm时是萌芽期处理，水盐处理时间是2个月，然后进行去水处理。芦苇平均高度为47.04±2.27cm时是苗期处理，同样是2个月的处理时间。待实验结束后，把PVC筒分成3个土层，土层分别为0～20、 20～40、40～60cm，将芦苇根系按照主根和须根分别收集好。
　　2.实验。在萌芽期将A组和B组进行水盐梯度处理，A组无盐分处理，B组添加1.5% NaC1盐分处理，同时，水位处理设置CK、-30cm、0cm、30cm，并分别标记为1、2、3、4。在苗期将C组和D组进行水盐梯度处理，C组为无盐分处理，D组为添加 1.5% NaC1盐分处理，水位处理方式和萌芽期处理相同。
　　3.结束。每周用卷尺测量植物株高，并且记录分蘖数。等试验结束后，将植物主根和须根分开，共分3层，大概为0～20、20～40、40～60cm，分别测定主根、须根的生物量后，于60℃烘干至恒重。
　　三、结果与分析
　　1.适宜盐度有利于芦苇生长发育。萌芽期进行水盐处理的芦苇株高显著大于苗期，无盐分处理下的株高相助大于1.5%盐分处理，在萌芽期无盐分处理的芦苇株高达到（114.61±4.36）cm，是最高的，这种现象足以表明，水盐处理时期和盐度以及二者的交互作用可影响芦苇高度。而在苗期处理和1.5% 盐分处理的交互作用下株高最小，仅仅为 73.47±3.79cm。另外，水盐处理时期小于盐度对芦苇株高的影响，而水位及三因素的交互作用对芦苇株高未能产生显著性的影响，说明在水盐胁迫下，水位对芦苇高度的影响并不显著。
　　2.水位对植物分蘖数产生的不同影响。在不同水盐处理条件下，芦苇单株分蘖数均呈明显增长趋势，无盐分处理处理的芦苇分蘖数保持一定增速增长;1.5% 盐处理下的增速在处理中后期放缓。 在苗期进行水盐处理的芦苇，30cm和-30cm水位条件下的分蘖数显著小于0cm和对照组，并且30cm水位的分蘖数显著小于-30cm水位条件。说明偏高或偏低的水位条件都会对芦苇分蘖数产生抑制，且淹水比缺水的抑制作用更明显。
　　3.不同水盐处理时期和水盐联合胁迫对植物跟生物量的影响。主根生物量显著大于须根生物量，主根生物量是须根生物量的1.74倍。因为根系是植物吸收盐分的部位，植物通过减少根系生物量来抵御体内对盐分的吸收，保持本身的持续生长，此时盐离子输送变缓，进而能避免植物的盐胁迫伤害。淹水过深限制植物的光合作用和体内氧气的运输，而氧气浓度会制约植物对营养元素的吸收， 从而導致植物生长速率降低， 湿地植物生物量分配到地下的部分随水深增加而减少，可见， 盐分加剧了水位对于根系生物量的影响。综合水盐要素，水位对芦苇根生物量的影响大于盐度，不同水盐处理时期对根生物量的影响最小。
　　4.水盐处理时期的多变和水盐联合胁迫对植物不同土层总根生物量的影响。土层深度加深，芦苇总根随其减少。近地面土层主要分布着根系总生物量， 20～40cm土层中总根生物量随着水位增长出现先增高后降低的趋势，0cm水位处理组根系总生物量达到最高， 后随着水位继续升高生物量下降， 40～60 cm 土层中根系生物量随着水位升高呈现逐渐降低的趋势。土层与水位的交互作用对总根生物量产生了显著性影响，且土层的影响比水位大。
　　四、结语
　　植物要想从土壤中获取所需营养，就必须通过根系来实现，植物的环境适应性和竞争力可通过根系生物量的空间分布情况看出，从根系生物量垂直分布上的差异可看出根系生物量的空间分布，在文中，根系生物量主要分布在近地面土壤表层，土壤深度增加，根系生物量呈现递减趋势。
　　参考文献：
　　[1]田晓燕， 陈敏， 路峰， et al. 黄河三角洲芦苇生长与根系分布特征对不同时期水盐胁迫的响应[J]. 生态学杂志， 2019， 38（2）：404-411.
　　[2]安乐生， 赵全升， 叶思源， 等. 2011. 黄河三角洲地下水关键水盐因子及其植被效应. 水科学进展，2017， 22（5）： 689-695.
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